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Le moteur BMW N13

Contenu.

Introduction.
Mécanique du moteur.
L'approvisionnement en pétrole.
Refroidissement.
Système d'admission et d'échappement.
Système Pressurized.
Traitement du combustible.
Alimentation en carburant.
Moteur électrique.

Moteur N13.

1. Introduction.

Avec le moteur N13, la technologie TVDI à injection directe Turbo-Valvetronic fait son entrée dans les petits moteurs à essence à quatre cylindres de BMW. Le moteur N13 remplace progressivement les moteurs 4 cylindres N46 et N43 dans les classes de performances inférieures au x20i. Un turbocompresseur à gaz d'échappement TwinScroll optimise la réponse et garantit une puissance nette, même à basse vitesse. Le moteur N13 est étroitement lié au moteur N18 qui propulse la MINI COOPER S. Donc, le moteur de base est fondamentalement le même, il n'y a que des ajustements mineurs. La périphérie a été adaptée à l'installation longitudinale dans les modèles BMW. Une caractéristique particulière de BMW est l'inversion du côté admission et échappement dans le véhicule, par exemple pour la première fois dans un véhicule BMW, le côté échappement se trouve dans le sens de la marche à gauche.

Ce document décrit uniquement les deux versions utilisées en septembre 2011 dans la BMW Série 1, F20.

1.1. modèles

1.2. Données techniques

1.2.1. BMW 116i

Moteur N13 / N45 à diagramme de charge complet

Diagramme N13 / N43 à pleine charge

1.2.2. BMW 118i

Moteur N13 / N46 à diagramme de charge complet

Diagramme N13 / N43 à pleine charge

1.3. Nouvelles fonctionnalités / modifications

1.3.1. vue d'ensemble

1.4. l'identification du moteur

1.4.1. désignation du moteur

Le moteur N13 est décrit dans les versions suivantes: N13B16U0 et N13B16M0.

La documentation technique utilise la désignation du moteur pour identifier de manière unique le moteur.

La documentation technique contient également la forme abrégée de la désignation du moteur N13, qui autorise uniquement l'affectation du type de moteur.

Répartition de la désignation du moteur N13

1.4.2. identification du moteur

Les moteurs sont marqués sur le carter moteur pour une identification et une affectation claires. Cette identification du moteur est également requise pour approbation par les autorités. La désignation du moteur correspond à la désignation du moteur dans les six premiers chiffres.

Avec le moteur N55, un nouveau développement de ce marquage et une réduction de huit à sept places ont eu lieu. Le numéro du moteur se trouve sur le moteur sous l'identification du moteur. Ce numéro séquentiel, associé au code moteur, permet d’identifier sans ambiguïté chaque moteur.

2. Mécanique du moteur.

2.1. carter de moteur

Le carter du moteur est composé du bloc moteur (carter moteur et plaque de base), de la culasse, du couvre-culasse, du carter d'huile et des joints.

2.1.1. bloc

Le bloc moteur est en aluminium moulé sous pression AlSi9Cu3 et se compose du
Carter et la plaque de base ensemble. Le même matériel était déjà connu

Moteurs à quatre cylindres avec carter en aluminium utilisé.

Passages d'huile

L'huile qui retourne par les canaux de retour d'huile (2) est dirigée directement dans le carter d'huile et ne peut donc pas toucher le vilebrequin. Les canaux de purge (3) se terminent déjà devant le vilebrequin et permettent un bon échange de gaz avec le couvre-culasse.

Canaux de refroidissement

Le bloc moteur est conçu dans un design à pont ouvert. Le liquide de refroidissement passe de la pompe à eau dans la partie droite du bloc moteur. Sur le quatrième cylindre, le robinet se situe entre la chemise de refroidissement et l'échangeur de chaleur à huile. L'huile qui a été chauffée par l'échangeur de chaleur à huile est acheminée par un canal du carter dans la culasse à proximité de la sortie de liquide de refroidissement.

Des ouvertures de compensation

Le carter possède de grandes ouvertures de ventilation longitudinales moulées et fraisées. L'ouverture de ventilation longitudinale améliore l'équilibre de pression des colonnes d'air oscillant, résultant de la montée et de la descente des pistons.

Cylindre

Le moteur N13 utilise des chemises de cylindre sèches coulées. Les bagues en fonte se ferment au sommet avec le niveau d'étanchéité de la culasse.

2.1.2. Joint de culasse

Le joint de culasse est un joint à quatre couches en acier à ressort. Dans la zone des alésages de cylindre, un masque de protection (2) est réalisé en perlant autour du cylindre afin d'obtenir une pression de contact suffisante pour assurer l'étanchéité. Toutes les couches sont enduites, les surfaces de contact avec la culasse et le bloc moteur ayant un revêtement en caoutchouc fluoré partiel avec un revêtement antiadhésif.

2.1.3. Culasse

La culasse du moteur N13 est une dérivée de la culasse du moteur N18 de la MINI. Le moteur N13 dispose également de la troisième génération de Valvetronic, déjà familière au moteur N55 et au moteur N18.

La combinaison du turbocompresseur à gaz d'échappement, de Valvetronic et de l'injection directe s'appelle la TVDI à injection directe Turbo-Valvtronic.

2.1.4. Couvre-culasse

Structure

Dans la culasse, tous les composants pour la ventilation du carter et les canaux de purge sont intégrés. Une vanne de régulation de pression garantit qu'aucune pression négative excessive dans le carter moteur ne se produit. Comme il s'agit d'un moteur turbo, la ventilation du carter est divisée en deux parties. Ainsi, la ventilation s'effectue via différents canaux selon que le moteur fonctionne en mode accéléré ou en fonctionnement normal.

Dans les deux cas, une commande de pression est effectuée par la vanne de régulation de pression. En ce qui concerne la vanne de régulation de pression, une réduction de pression d'environ 38 mbar est réalisée dans le carter.

Les gaz de fuite traversent l'ouverture centrale entre les cylindres deux et trois et un canal vers le cyclone-Federzungenabscheidern. Grâce au Zyklon-Federzungenabscheider, l'huile d'adhérence par gaz de fuite est déposée et coule le long des parois à travers un clapet anti-retour dans la culasse. En fonction des conditions de fonctionnement, le gaz de nettoyage nettoyé par l'huile pénètre maintenant dans le système d'air d'admission via la vanne de régulation de pression.

Fonction

La fonction standard ne peut être utilisée que si le clapet anti-retour est ouvert par une pression négative dans le collecteur d'air d'admission, c'est-à-dire en mode d'admission.

En fonctionnement du moteur d'admission, le clapet anti-retour dans le canal de purge du couvercle de la culasse est ouvert par la pression négative dans le collecteur pour l'air d'admission et aspiré par la vanne de régulation de pression. La pression négative ferme simultanément le deuxième clapet anti-retour dans le conduit d'admission d'air de suralimentation.

La barre de distribution intégrée dans le couvre-culasse dirige les gaz directement dans les orifices d'admission de la culasse.

Une conduite d'air de purge, qui est raccordée au tuyau d'air propre situé devant le turbocompresseur à gaz d'échappement et le carter moteur, à l'air frais via un clapet anti-retour via la jauge dans le carter. Plus la pression négative dans le carter moteur est importante, plus la masse d'air introduite dans le carter moteur est élevée. Ce rinçage réduit la consommation de carburant et d'eau, ce qui améliore la qualité de l'huile.

Dès que la pression dans le collecteur pour l'air d'admission augmente, il n'est plus possible d'introduire les gaz de fuite via cette voie. Sinon, la pression de suralimentation pourrait être introduite dans le carter moteur. Un clapet anti-retour dans le canal de purge du couvercle de la culasse ferme le canal vers le collecteur pour l'air d'admission et protège ainsi le carter du moteur contre les surpressions.

En raison du besoin accru d'air frais, une pression négative est créée dans le tube d'air propre entre le turbocompresseur à gaz d'échappement et le silencieux d'admission. Cette pression négative est suffisante pour ouvrir le clapet anti-retour et aspirer les gaz de combustion via la connexion au couvre-culasse via la vanne de régulation de pression.

2.1.5. carter d'huile

Le carter d'huile du moteur N13 est en acier monocouche. Le puisard est scellé dans la production avec un joint liquide vers la plaque de base. Le carter d'huile peut être constitué d'autres matériaux dans d'autres modèles BMW, cela dépend toujours de la destination. Ces différents matériaux ne seront pas discutés ici.

En cas de service, un joint en caoutchouc métallique est utilisé. Les instructions de réparation doivent être respectées. Le cordon d'étanchéité adhésif sur le carter d'huile ne doit pas être retiré

2.2. vilebrequin

2.2.1. Vilebrequin avec roulements

Vilebrequin

Le vilebrequin du moteur N13 a une course de 85,8 mm et se compose du matériau 38MSV5. C'est un vilebrequin forgé avec quatre grands et quatre petits poids d'équilibrage.

Paliers de vilebrequin

Le vilebrequin est monté cinq fois. La butée est située au milieu du troisième point d'appui. Le palier de butée est conçu uniquement pour 180 ° et se trouve dans le palier. Le roulement dans le chapeau de palier n'accepte aucun guidage axial. Des roulements à deux composants sans plomb sont utilisés. En tant que couche support, de l'acier est utilisé. Sur la couche support, la couche coulissante d'aluminium est appliquée, cette couche coulissante a une épaisseur d'environ 150 microns.

Les marques des roulements sont gravées dans le carter et dans le vilebrequin.

Si le vilebrequin doit être stocké neuf, suivez les instructions de réparation.

Attention: la désignation des points d'appui dans le manuel de réparation peut différer de la norme (le roulement 1 est toujours en face du côté émetteur de force)

Cette information produit est basée sur la norme standard pour la désignation du roulement

Le roulement opposé au volant est classé différemment car le serrage du boulon central élargit le palier du vilebrequin. L'installation du jeu à ce palier change donc en serrant la vis centrale et ensuite le jeu prévu.

Le classement des roulements est effectué sur le moteur N13 de manière différente des moteurs BMW connus. Ainsi, en raison du marquage sur le vilebrequin et le bloc moteur des tableaux du manuel de réparation, les couleurs de roulement respectives sont déterminées. Une caractéristique particulière est que le roulement 1 est déterminé à partir d’une autre table. Cette procédure nécessite une approche ciblée et une attention appropriée.

2.2.2. Bielle avec roulement

Pleuel

La bielle du moteur N13 a un calibre de 138,54 mm. Les rainures incorporées dans le petit œillet de bielle permettent d'optimiser l'alimentation en huile. La bielle de cette version était déjà utilisée dans le moteur N18.

Stock

Les coussinets des bielles sont sans plomb. Il n’ya qu’une seule coquille sur le côté de la tige et le côté du couvercle utilisé.
Les coussinets sont les mêmes que les moteurs N18 et N16.

2.2.3. Piston avec segments de piston

Il s'agit d'un piston à boîte de la société Mahle utilisée. Le diamètre du piston est de 77 mm. Le premier segment de piston est un anneau rectangulaire en acier nitruré. Le deuxième segment de piston est un anneau nasal. Le joint racleur est un anneau en acier avec ressort, également appelé anneau U-Flex.

L'axe de l'axe du piston est positif, décalé de 0,8 mm vers le côté pression.

Le piston est conçu pour tous les modèles BMW avec un taux de compression de 10,5: 1.

La position d'installation du piston peut être facilement reconnue par la disposition asymétrique de l'évidement du piston. Sur le piston, une flèche de position de montage est fixée. Lors de l'installation, cette flèche pointe toujours dans la direction longitudinale du moteur vers la transmission par courroie. L'installation correcte de la position du piston est nécessaire, sinon il peut arriver assez rapidement à un endommagement de la vanne ou à une rupture de la paroi de la boîte. Une perte totale serait le résultat.

2.3. Arbre à cames

L'entraînement de l'arbre à cames est construit de manière connue. La pompe à huile est entraînée par la chaîne secondaire.

2.4. Train de soupape

2.4.1. Structure

Les leviers à galet côté aspiration sont en tôle et répartis en cinq classes, classe "1" à classe "5". Les leviers intermédiaires sont désormais également en tôle et répartis en six classes, classe "00" en classe "05".

Arbres à cames

Le moteur N13 reçoit le célèbre arbre à cames du moteur MINI N12 / N14 et N16 / N18.
Les arbres à cames sont fabriqués selon le procédé dit Presta.

Timing

Soupapes d'admission

Les soupapes d'admission font partie intégrante du moteur MINI N18 et sont identiques. Les vannes d'entrée ont un diamètre de 5 mm et sont en matériau solide. Le siège de la soupape d'admission est trempé par induction.

échappement

Les soupapes d'échappement font partie intégrante du moteur MINI N14 / N18 et sont identiques. Ils ont un diamètre d'arbre de 5 mm, sont percés en creux et munis d'un remplissage en sodium. Le siège de la soupape d'échappement est blindé (matériau plus dur).

Ressorts de soupape

Les ressorts de soupape pour les soupapes d'admission et d'échappement sont les mêmes et ont déjà été utilisés dans le moteur MINI N14 / N18.

2.4.2. Valvetronic

La Valvetronic se compose de la commande de levée de soupape entièrement variable et de la commande variable de l'arbre à cames (double VANOS), ce qui permet de sélectionner librement le temps de fermeture des soupapes d'admission.

La commande de levée de soupape se produit uniquement du côté de l'admission, la commande de l'arbre à cames du côté de l'admission et de l'échappement.

Le contrôle de charge sans accélération n'est possible que si:

• la levée de la soupape d'admission
• Le réglage de l’arbre à cames de l’arbre à cames d’admission et d’échappement est réglable de manière variable.

Résultat:

Le temps d'ouverture et de fermeture et donc le temps d'ouverture et la levée des soupapes d'admission sont librement sélectionnables.

VANOS

Le système VANOS a été repris par le moteur MINI N18.

Commande de la vanne de levage

Comme on peut le voir sur le graphique suivant, la commande de levée de soupape avec l'actionneur Valvetronic est structurellement identique à celle du moteur MINI N18. Le capteur d'arbre excentrique est intégré dans l'actionneur Valvetronic.

Il utilise le Valvetronic III, déjà utilisé sur la MINI N18 et les moteurs BMW N20 et BMW N55.

2.5. entraînement par courroie

L'entraînement par courroie comprend une transmission par courroie principale avec générateur et compresseur de climatisation et une roue à friction Nebenrieementrieb avec la pompe à liquide de refroidissement. L'entraînement par courroie principale est équipé d'un tendeur de courroie, la roue à friction Nebenriementrieb étant nécessaire en raison de la structure, aucun tendeur de courroie.

La pompe à liquide de refroidissement du moteur N13 est entraînée par une roue à friction. Dans l'état hors tension de Reibradstellantriebs, la roue de friction est pressée par un ressort en direction de la poulie de vilebrequin et de la pompe à liquide de refroidissement. La pompe à liquide de refroidissement comporte une roue à friction pour la conduite, qui ressemble à une poulie avec une courroie appliquée.

L'arrière de la courroie sur la poulie de vilebrequin entraîne la roue de friction. La roue de friction entraîne à son tour la pompe à liquide de refroidissement. Cette structure pourrait être dispensée par une deuxième transmission par courroie. L'espace peut être mieux utilisé et ainsi maintenu court et compact. Le boîtier de la pompe à liquide de refroidissement peut être entièrement en plastique en raison des faibles forces latérales exercées sur l'arbre de la pompe à liquide de refroidissement. En raison de la structure du boîtier en plastique, le comportement à l'écoulement et le débit de la pompe à liquide de refroidissement sont influencés positivement.

3. Approvisionnement en pétrole.

L’alimentation en huile du moteur N13 est similaire à celle du moteur N55. Pour la mise en œuvre, cependant, des composants très différents sont utilisés. La pompe à huile est l’une des plus grandes différences: le moteur N13 utilise une pompe à huile à engrenage cylindrique contrôlée par carte.

Les particularités de l'alimentation en huile du moteur N13 sont les suivantes:

• Pompe à huile à engrenage cylindrique contrôlée par carte
• Refroidissement au pétrole brut (uniquement avec moteur N13B16M0)
• Capteur de pression d'huile (connu du moteur N52TU).

3.1. enquête

Les graphiques suivants donnent un aperçu de l'alimentation en huile et indiquent le plan hydraulique et la structure de la pompe à huile.

3.1.1. Plan hydraulique

Une grande partie des composants tels que le levier intermédiaire, les suiveurs à came à rouleaux, l’arbre excentrique et le
Les servomoteurs Valvetronic sont pulvérisés dans la culasse, qui des roulements du
Tiges d'arbre à cames, lubrifiées. Ainsi, aucune conduite d'huile de pulvérisation n'est présente dans la culasse.

3.2. Pompe à huile et contrôle de pression

Une régulation du débit de toutes les pompes, y compris dans l'alimentation en huile, joue un rôle important, surtout avec la stratégie BMW EfficientDynamics. En général, on cherche à dimensionner une pompe en ce qui concerne sa puissance motrice aussi petite que possible afin de minimiser les pertes pour le moteur. D'autre part, la pompe doit également être conçue de manière à fournir dans toutes les circonstances imaginables un volume et une pression suffisants du fluide correspondant. Une pompe conventionnelle non variable devrait donc être conçue selon le deuxième aspect, c'est-à-dire suffisamment grande pour pouvoir transmettre suffisamment. Cependant, cela signifie que dans certaines circonstances, la pompe pompera trop de sa durée de vie et drainera plus d'énergie que nécessaire. C'est pourquoi de plus en plus de pompes sont conçues de manière variable et que leur régulation est affinée. Dans le cas de l'approvisionnement en huile après la pompe à huile conventionnelle, un contrôle du débit volumique a été utilisé, qui a ensuite été étendu à un contrôle de carte.

La pompe à huile du moteur N13 est dérivée de la pompe à huile à engrenage droit. Cette pompe à huile à débit-volume contrôlé a été utilisée pour la première fois sur les moteurs N12 et N14 de la MINI. Dans les moteurs N16 et N18 de la MINI, l’extension a été ajoutée à la pompe à huile contrôlée par carte. Le moteur N13 adopte ce concept de pompe à huile contrôlée par carte, mais constitue un nouveau développement adapté au système global.

3.2.1. pompe à huile

La pompe à huile est entraînée par une chaîne provenant du vilebrequin. La translation de la pompe à huile sur le vilebrequin dépend du nombre de dents des pignons respectifs. Le vilebrequin a un engrenage avec 20 dents pour entraîner la chaîne secondaire, le pignon sur l'arbre de la pompe à huile a 18 dents. Ainsi, le rapport est de 20:18 donc 1,11: 1. Ainsi, la pompe à huile tourne à une rotation du vilebrequin 1,11 fois.

Dans le tuyau d'air d'admission (8) est transportée dans le bloc moteur et le filtre à huile, l'huile à travers les roues dentées (3 + 4) de la pompe à huile dans le passage d'huile (5).

La pompe à huile à engrenage non entraînée (4) peut être déplacée axialement dans cette pompe, ce qui permet de faire varier le débit. Le déplacement axial se produit par la pression d'huile provenant du canal d'huile propre provenant du passage d'huile principal, qui peut être modifiée via une vanne de régulation de pression d'huile. Lors du fonctionnement de la pompe à huile, la quantité d'huile requise et la pression d'huile sont favorisées.

Promotion maximale

La pompe à huile est dans la position de base par le ressort de compression dans la position de livraison maximale. Cette position peut également être activement sollicitée via la vanne de régulation de pression d'huile à partir de la position de livraison minimale. Pour ce faire, la vanne de régulation de pression d'huile est commutée de manière à ce que l'huile puisse passer par le passage d'huile vers l'avant du piston de commande (6) via la vanne de régulation de pression d'huile dans le carter d'huile. En cette position de la soupape de commande de pression d'huile, la pression d'huile est dirigée simultanément vers la Rücksetie du piston de commande sur le passage d'huile propre (2 + 3) par l'intermédiaire de la soupape de commande de pression et à travers le passage d'huile à l'arrière du piston de commande (5). Cette pression d'huile supporte maintenant le ressort et pousse le piston de commande dans la position de livraison maximale.

Promotion minimale

La soupape de commande de pression d'huile de la pression d'huile du passage d'huile propre (2 + 3) dans le passage d'huile à Vordersetie du piston de commande (6) guidé, l'huile appuie sur le piston de commande contre le ressort et déplace ce minimum dans la direction de production. En même temps, la soupape de commande de pression d'huile ouvre une connexion à l'arrière du piston de commande pour évacuer l'huile dans le carter d'huile.

3.2.2. contrôle de la pression

Le contrôle de la carte

La vanne de régulation de pression d'huile permet de réguler la pression d'huile en fonction de la situation. Grâce au Digital Motor Electronics, le débit d'huile peut être influencé en conséquence en contrôlant la vanne de régulation de pression d'huile.

La soupape de commande de la pression d'huile est située sur le côté gauche du moteur de la pompe à huile et commute les canaux d'huile dans la pompe à huile pour augmenter ou diminuer le débit d'huile.

Un capteur de pression d'huile, connu du moteur N52TU, le détecte et envoie les données à Digital Motor Electronics. L'électronique de moteur numérique peut ainsi régler tout débit d'huile avec la soupape de commande de pression d'huile, détecter avec le capteur de pression d'huile et régler en fonction des données stockées sur la carte Digital Engine Electronics.

Le débit dépend de la vitesse du moteur et de la position de la vanne de régulation de la pression d'huile.

Dans la vanne de régulation de pression d'huile, une fonction d'urgence est intégrée par la forme du piston de commande intégré. Si le câble est endommagé ou coupé, le contrôle de la pression d'huile continuera à fonctionner dans une mesure limitée. La réalisation de cette fonction peut être vue dans les graphiques suivants. Les flèches représentent la direction du flux d'huile.
Le piston de commande de la soupape de commande de pression d'huile présente un diamètre plus grand du côté du ressort que du côté de l'électrovanne. Lorsque la pression d'huile augmente, la force agissant contre le ressort augmente et pousse le piston de commande dans la soupape de commande de pression d'huile contre le ressort. Le passage d'huile du passage d'huile propre à l'avant du piston de commande de la pompe à huile est libéré et l'huile peut maintenant régler le piston de commande de la pompe à huile dans le sens du débit minimal. En même temps que le passage d'huile est libéré de l'arrière du piston de commande vers le carter d'huile par le piston de commande dans la soupape de commande de pression d'huile, l'huile située à l'arrière du piston de commande peut retourner dans le carter d'huile.

3.2.3. la soupape de décharge de pression

En plus de la régulation de la pompe à huile, il existe une soupape de surpression, souvent appelée soupape de démarrage à froid.

La soupape de surpression est le premier composant après la pompe dans le boîtier de la pompe à huile et dans le circuit d'huile. Il s'ouvre à une pression d'environ 10 à 13 bars et évacue l'huile directement dans le carter d'huile. Ceci est nécessaire en particulier à basse température et huile visqueuse. par

Dans ces situations, le limiteur de pression empêche tout endommagement des composants, en particulier du module de filtre à huile et de ses joints. Ceci est surtout à des températures inférieures à
-20 ° C pertinent, puisque le contrôle de carte est déjà actif au-dessus de cette température.

En raison de la pression dans le canal de pétrole brut (5), la bille d'acier (10) est pressée contre le ressort (11). Si la pression est supérieure à 10 à 13 bar, la bille d'acier est soulevé de son siège et de l'huile peut aller au-delà de la bille d'acier par l'intermédiaire de l'ouverture (12) directement dans le carter d'huile.

3.3. Refroidissement et filtrage

Le moteur N13 est doté d'un boîtier de filtre à huile en aluminium auquel l'échangeur de chaleur huile-moteur est directement fixé. Cette unité entière est appelée module de filtre à huile.

3.3.1. refroidissement

Pour le moteur N13B16M0, l'échangeur thermique du liquide de refroidissement du moteur est situé dans le circuit d'huile devant le filtre à huile. Cet agencement est appelé refroidissement du pétrole brut et repose sur les paliers de vilebrequin et de bielle sans plomb. Comme ils sont extrêmement sensibles aux particules de saleté, cette disposition rapproche encore plus le filtre à huile des roulements. Le moteur N13B16U0 ne nécessite pas d'échangeur thermique huile moteur.

by-pass permanent

Le moteur N13 n'a pas de vanne de dérivation de l'échangeur thermique. Au lieu de cela, comme avec le moteur N55, il existe un soi-disant contournement permanent. Il s’agit d’une dérivation constamment ouverte autour de l’échangeur thermique huile-moteur, de sorte que la majorité de l’huile circule toujours dans l’échangeur huile-fluide caloporteur du moteur, il y a un étranglement dans la dérivation.

3.3.2. filtration

Un élément de filtre à huile en papier est utilisé. La structure est connue des moteurs BMW.

Afin que le boîtier du filtre à huile ne soit pas vide lorsque le moteur est arrêté, un clapet anti-retour est intégré dans le passage du pétrole brut du boîtier du filtre à huile. Ce clapet anti-retour s'ouvre à une pression d'huile d'au plus 0,15 bar.

Bien entendu, le moteur N13 comporte une vanne de dérivation du filtre, la z. B. Avec de l’huile moteur dure et froide, il est possible d’ouvrir une dérivation autour du filtre. Cela se produit lorsque la différence de pression avant et après le filtre dépasse 2,5 ± 0,5 bar. La différence de pression admissible a été augmentée de 2,0 à 2,5 bar pour protéger le vilebrequin et les roulements de bielle sans plomb. De cette manière, le filtre est évité beaucoup moins fréquemment et les particules de saleté sont éliminées de manière plus sûre.

Aussi pour le changement de filtre, le système connu est utilisé. Ainsi, lors du changement de filtre, une tige de piston est tirée vers le haut, ce qui libère le raccord entre le canal de pétrole brut, le canal d'huile propre et le canal de retour d'huile et permet à l'huile moteur de s'écouler dans le carter d'huile.

3.4. Surveillance

3.4.1. Capteur de pression d'huile

Il utilise le capteur de pression d'huile connu du moteur N52TU et du moteur N55. Le signal de pression est nécessaire pour le contrôle de la carte de la pompe à huile.

Le capteur se trouve sur le boîtier du filtre à huile dans le passage d'huile après le filtre à huile (passage d'huile principal) et est soumis à la pression de l'huile. Le capteur est fourni par l’électronique numérique du moteur avec une tension de terre et de 5 volts. Via une ligne de données, un signal de tension est fourni à l’électronique de moteur numérique, qui est évaluée par l’électronique de moteur numérique. Le capteur de pression d'huile peut détecter une pression d'huile de 50 kPa (0,5 bar) à 1050 kPa (10,5 bar). À 50 kPa, la tension de sortie est d'environ 0,5 volt, à 1050 kPa à environ 4,6 volts.

3.4.2. Surveillance du niveau d'huile

Une surveillance permanente du niveau d'huile n'est pas utilisée. Le niveau d'huile moteur ne peut être contrôlé qu'à l'aide de la jauge. Vous trouverez des informations plus détaillées dans le mode d'emploi.

3.5. buses de pulvérisation d'huile

Dans le moteur N13 également, certains composants qui ne sont pas directement accessibles avec un canal d'huile sont lubrifiés et / ou refroidis au moyen de buses de pulvérisation d'huile.

3.5.1. le refroidissement du fond de piston

Les buses de pulvérisation d'huile pour le refroidissement de la couronne du piston, utilisées dans le moteur N13, sont en principe connues du moteur MINI N14. Un clapet anti-retour y est intégré de manière à ne s'ouvrir et se fermer qu'à partir d'une certaine pression d'huile.

En plus du refroidissement de la couronne du piston, ils sont également responsables de la lubrification de l'axe de piston. C'est pourquoi leur orientation est très importante. Pour cette raison, les buses de pulvérisation d'huile sont positionnées dans le carter moteur de manière à ce que l'alignement se fasse automatiquement et sans outils spéciaux. Un chanfrein fraisé sur le carter permet cet alignement.

3.5.2. Lubrification de la chaîne de distribution

La chaîne de distribution est lubrifiée par une buse de pulvérisation d'huile située dans le tendeur de chaîne. Pour cela, il y a une ouverture dans le rail de tension afin que l'huile puisse être injectée à travers elle.

4. Refroidissement.

Dans le cas du moteur N13B16M0, un échangeur de chaleur huile-moteur est utilisé pour le refroidissement de l'huile moteur. Le moteur N13B16U0 ne nécessite pas d'échangeur thermique huile moteur. Le contrôle du système de refroidissement (par ex. Actionneur à roue à friction, thermostat à carte et ventilateur électrique) est effectué par le coordinateur de la gestion de la chaleur dans l’électronique numérique du moteur.

Le module de refroidissement lui-même n'est disponible que dans une variante. Le ventilateur électrique a une puissance nominale de 300 W.

4.1. Enquête

Les graphiques suivants montrent les emplacements d'installation et la disposition des composants.

4.2. Gestion thermique

Le moteur N13 dispose de capacités de gestion thermique dans l’électronique de moteur numérique. La gestion thermique a été entièrement réaménagée pour le moteur N13 et diffère significativement des moteurs connus. Cela comprend le contrôle indépendant des composants de refroidissement électrique, du ventilateur électrique, du thermostat de la carte et de la pompe à liquide de refroidissement restreinte. Un nouvel ajout est que seule la pompe à liquide de refroidissement supplémentaire, nécessaire au refroidissement du turbocompresseur à gaz d'échappement, assure le maintien du refroidissement dans certaines plages de fonctionnement.

4.2.1. Actionneur de roue à friction

Avec le moteur N13, la pompe à eau est entraînée par une roue à friction.

Pour démonter la courroie, tirez sur la poignée de service et attachez la languette de la coque du boîtier à un crochet désigné.

4.2.2. Plan contrôlé par thermostat

Le moteur N13 est équipé d'un thermostat de carte conventionnel qui présente les caractéristiques techniques suivantes en fonctionnement non électrique:

De plus, l'ouverture peut être réalisée même à une température inférieure du liquide de refroidissement par un radiateur électrique dans le thermostat à carte.

4.2.3. Fonction de gestion de la chaleur

La gestion de la chaleur détermine la demande de refroidissement actuelle et régule le système de refroidissement en conséquence. La pompe à liquide de refroidissement est complètement désactivée dans certains états de fonctionnement, par exemple pour un chauffage plus rapide du liquide de refroidissement pendant la phase de chauffage. De plus, la pompe à liquide de refroidissement supplémentaire, qui est responsable du refroidissement du turbocompresseur à gaz d'échappement, peut être activée et désactivée. La capacité de refroidissement peut donc être demandée quelle que soit la vitesse du moteur. La gestion thermique permet d'alimenter la pompe à liquide de refroidissement mécanique ainsi que la pompe à liquide de refroidissement électrique supplémentaire en fonction des besoins. éteignez, ainsi que le thermostat de carte pour régler en conséquence. Ainsi, le contrôle du moteur est capable d'ajuster la température du liquide de refroidissement de la situation de conduite. Une réduction supplémentaire de la consommation pourrait être obtenue grâce à ces mesures.

Les plages de température suivantes sont contrôlées par la commande du moteur:

• 109 ° C = fonctionnement économique
• 106 ° C = fonctionnement normal
• 80 ° C = Fonctionnement élevé et activation du thermostat de carte.

Si l'unité de commande de moteur détecte la plage de fonctionnement économique « Economy » en raison de l'agrément de conduite, le système de commande de moteur régule à une température plus élevée (109 ° C). Dans cette plage de température, le moteur doit fonctionner avec une consommation de carburant relativement faible. La friction interne du moteur est réduite à des températures plus élevées. L'augmentation de la température favorise donc une consommation de carburant réduite dans la plage de faible charge. Dans l'opération "haut et excitation du thermostat de carte", le conducteur souhaite utiliser le développement de puissance optimal du moteur. A cette fin, la température dans la culasse est abaissée à 80 ° C. Cette réduction entraîne un meilleur taux de remplissage, ce qui entraîne une augmentation du couple du moteur. La commande du moteur peut maintenant, en fonction de la situation de conduite particulière, réguler une plage de fonctionnement spécifique. Ainsi, il est possible d'influencer la consommation et les performances via le système de refroidissement.

Protection du système

En cas de températures excessives du liquide de refroidissement ou de l'huile moteur pendant le fonctionnement du moteur, certaines fonctions du véhicule seront affectées pour fournir plus de puissance au système de refroidissement du moteur.

Les mesures sont divisées en deux modes de fonctionnement:

• Protection des composants

- température du liquide de refroidissement de 117 ° C
- Température de l'huile moteur supérieure à 143 ° C à la pression d'huile et au capteur de température d'huile dans le passage d'huile principal
- Mesurer: z. B. Réduction de puissance de la climatisation intérieure et du moteur

• urgence

- Température du liquide de refroidissement de 122 ° C
- Température de l'huile moteur supérieure à 151 ° C à la pression d'huile et capteur de température d'huile dans le passage d'huile principal
- Mesurer: z. B. Réduction de puissance du moteur (jusqu'à 90%).

Exemple

Si le moteur est démarré à 20 ° C, aucune pompe à liquide de refroidissement ne fonctionne. Lorsque le moteur atteint une température de 30 ° C, la pompe à liquide de refroidissement auxiliaire est activée. A partir de la température du liquide de refroidissement à environ 90 ° C, il est nécessaire d'activer la pompe à liquide de refroidissement. La gestion thermique surveille la température du liquide de refroidissement et la puissance requise du moteur et contrôle les composants en conséquence. Il est ainsi impossible de déterminer avec précision si et quand la pompe à liquide de refroidissement doit fonctionner.

Phase d'échauffement

Considérons le circuit de refroidissement en phase de réchauffement, la température du liquide de refroidissement <105 ° C

• Pompe à liquide de refroidissement arrêtée
• Pompe à liquide de refroidissement supplémentaire activée.

Chaud opération

Regardons le circuit de refroidissement en température de fonctionnement, température du liquide de refroidissement> 105 ° C

• Pompe à liquide de refroidissement en marche
• Pompe à liquide de refroidissement supplémentaire arrêtée.

5. Système d'admission et d'échappement.

L'air d'admission et le système d'échappement sont essentiellement similaires à ceux du moteur N55. Le suivant

La liste montre les principales caractéristiques de l'air d'admission et du système d'échappement:

• silencieux d'admission à l'épreuve du véhicule
• Compteur de masse d'air à film chaud 7 dans toutes les versions de moteur
• Turbocompresseur TwinScroll avec soupape de décharge intégrée et vanne de dérivation
• Trois connexions pour le reniflard du carter
• Raccordement pour la ventilation du réservoir.

5.1. Enquête

5.2. Système d'admission

5.2.1. mètre de masse d'air chaud film

Le moteur N13 est équipé du compteur de masse d'air à film chaud 7, très similaire au moteur N74. Le moteur N13 a dans toutes les versions un compteur de masse d'air à film chaud, comme c'est le cas pour les moteurs TVDI.

En général, on peut dire que la qualité de la masse d'air telle que déterminée par mesure au moyen de compteur d'air massique à film chaud et le calcul de la valeur équivalente (la température de l'air d'admission, la pression d'admission, vitesse du moteur, etc.) devrait être considérée dans l'état actuel de développement comme équivalentes. Pour le contrôle de charge du moteur, la valeur de substitution calculée est utilisée. Cependant, cette valeur est régulièrement équilibrée avec la valeur du compteur de masse d'air à film chaud pour compenser les tolérances résultant des conditions mécaniques complexes du fluide dans le système d'air d'admission. Plus le procédé de préparation du mélange est complexe (Turbo-Valvetronic Direct Injection TVDI), plus la comparaison de la valeur de remplacement avec le compteur de masse d'air à film chaud est importante. TVDI fournit actuellement le processus de préparation de mélange le plus complexe. C'est pourquoi tous les moteurs TVDI sont également équipés d'un compteur de masse d'air à film chaud.

L'utilisation d'un compteur de masse d'air à film chaud offre également la possibilité d'un diagnostic étendu, par ex. Comme pour la ventilation du réservoir ou du carter car ces systèmes génèrent une déviation de la masse d'air. Ceci est particulièrement important pour la conception américaine, comme le stipule la législation sur les gaz d'échappement.

Une défaillance ou un jalonnement du compteur de masse d'air à film chaud n'entraîne pas directement une urgence du moteur. Cependant, une formation de mélange plus médiocre et donc des valeurs de gaz d'échappement détériorées sont possibles, ce qui explique pourquoi le témoin d'émission est allumé.

5.2.2. Succion

Le système d'admission est très simple grâce à la turbocompression et largement comparable à celui du moteur N20.

Capteur de pression de collecteur d'admission

Le capteur de pression du collecteur d'admission se trouve directement derrière le papillon des gaz, à l'entrée du système d'admission. Le capteur peut détecter la pression entre 0 kPa et 250 kPa (0 bar à 2,5 bar). Le capteur est doté de trois connexions et est fourni par l’électronique de moteur numérique avec une masse et une tension de 5 volts. Un signal de tension est transmis à l’électronique de moteur numérique via la troisième connexion et une ligne de données. 0,5 volt correspond à 20 kPa (0,2 bar) et 4,5 volts 250 kPa (2,5 bars).

Capteur de pression d'air et de pression d'air

Le capteur de température d'air de suralimentation et de pression d'air de suralimentation se trouve dans le tuyau d'air de suralimentation situé devant le papillon des gaz. Le capteur est doté de quatre connexions et, comme le capteur de pression du collecteur d'admission, il est alimenté par la terre et par une tension de 5 volts par le Digital Motor Electronics. La pression est transmise via une connexion et la température de l'air d'admission via une autre connexion à l'électronique du moteur numérique. La transmission du signal de pression a lieu comme dans le capteur de pression du collecteur d'admission. Le signal de température est transmis de la même manière. Une résistance NTC modifie le signal de tension via lequel le DME détecte la température de l'air de suralimentation. A une température de l'air de 25 ° C, la résistance est d'environ 2063 ohms, à 100 environ 186 ohms.

5.3. Turbocompresseur

Le moteur N13 est équipé d'un turbocompresseur doté de la technologie TwinScroll. Celui-ci a dans le

Entrée de la turbine deux canaux séparés dans lesquels les gaz d'échappement des deux cylindres sont passés aux pales de la turbine.

Le turbocompresseur à gaz d'échappement a la structure connue avec une soupape de dérivation électrique et une soupape de décharge à commande sous vide.

5.4. Echappement

5.4.1. Collecteur d'échappement

Le collecteur d'échappement du moteur N13 est conçu comme une coque. Le moteur N13 est un collecteur d'échappement quatre en deux, nécessaire à la fonction spéciale du turbocompresseur à gaz d'échappement TwinScroll. Dans ce cas, les canaux de sortie des cylindres 1 et 4 et 2 et 3 sont combinés en un seul canal.

Il se compose de trois coques individuelles soudées ensemble. La coque médiane fait partie des quatre conduits d'échappement, une enveloppe extérieure, l'autre partie des conduits d'échappement 2 et 3 et l'autre partie de l'enveloppe extérieure des conduits d'échappement 1 et 4.

5.4.2. Catalyseur

Le moteur N13 possède un catalyseur à molécule unique couplé à deux monolithes en céramique.

Sondes lambda

Les capteurs lambda bien connus de Bosch sont utilisés:

• Sonde de contrôle: LSU ADV
• Sonde de surveillance: LSF4.2.

La sonde de contrôle se trouve devant le pré-catalyseur, aussi près que possible de la sortie de la turbine. Leur position a été choisie pour que tous les cylindres puissent être enregistrés séparément. La sonde de contrôle est positionnée après le deuxième monolithe en céramique.

6. Système de vide.

Le système de vide du moteur N13 est comparable à celui du moteur N55. En plus de l'alimentation du servofrein est principalement nécessaire pour l'activation de la soupape de décharge sur le turbocompresseur à gaz d'échappement.

La pompe à vide est conçue comme à deux étages, de sorte que le servofrein soit la plus grande partie de la pression négative générée. Afin de toujours fournir une pression négative suffisante pour l'actionnement de la soupape de décharge, un réservoir à vide est utilisé.
Ceci est fermement connecté au capot du moteur.

Avant de retirer le capot du moteur, débranchez la conduite d'aspiration, sinon vous risquez de l'endommager.

7. Traitement du carburant.

Le moteur N13 utilise l'injection haute pression HDE, introduite avec le moteur N55. Il diffère de l'injection HPI de haute précision par l'utilisation d'injecteurs à électrovannes avec des buses à trous multiples.

L'injection haute pression est similaire au moteur N74 et fonctionne dans de larges plages dans le moteur N13 avec une pression d'injection de 120 bars.

7.1. Enquête

L'aperçu suivant montre la préparation du moteur N13. Il correspond essentiellement aux systèmes BMW à injection directe.

Les vannes d'injection haute pression de Bosch appelées HDEV5.1 sont utilisées. Ces injecteurs constituent un développement supplémentaire des injecteurs, déjà connus du moteur N73. Les moteurs N14 et N18 de la MINI disposent également de ces injecteurs. La pompe haute pression est déjà connue des moteurs 4, 8 et 12 cylindres.

Une autre particularité par rapport aux systèmes BMW connus est l'élimination du capteur de carburant basse pression.

Les travaux sur le système d'alimentation en carburant ne sont autorisés qu'après le refroidissement du moteur et le débranchement de la batterie. La température du liquide de refroidissement ne doit pas dépasser 40 ° C. Ceci est impératif à observer, sinon en raison de la pression résiduelle dans le système de carburant haute pression, il existe un risque de réinjection de carburant. Pour la protection, porter une protection complète du visage et des gants de protection.

Lorsqu’on travaille sur le système de carburant haute pression, il s’agit en particulier de propreté et de
Instructions de réparation décrites. Même les plus petites impuretés et

Un endommagement des raccords à vis des conduites haute pression peut provoquer des fuites.

• Aucune particule de saleté ou corps étranger ne doit pénétrer dans le système
• Enlever les salissures avant de démonter les lignes et les composants
• N'utilisez que des chiffons non pelucheux
• Fournir toutes les ouvertures du circuit de carburant avec des bouchons de protection et des bouchons.

7.2. Commande de la pompe à carburant

Comme déjà mentionné, le moteur N13 ne comporte pas de capteur de carburant basse pression. La pompe à carburant est alimentée via un relais et fonctionne toujours avec un débit maximal pendant le fonctionnement. Un contrôle de quantité ou un contrôle de quantité n'a pas lieu.

7.3. Pompe haute pression

La pompe haute pression Bosch est utilisée, déjà connue des moteurs N43, N63 et N74. Il s'agit d'une pompe à piston unique entraînée par l'arbre à cames d'admission via une triple came.

Vous trouverez de plus amples informations sur la pompe haute pression dans l'information produit "Moteur N74".

7.4. injecteurs

L'injecteur d'électrovanne Bosch HPEV5.1 est une vanne multi-trous en ligne, contrairement à l'injecteur piézo sur les moteurs HPI. Le HDEV5.1 se caractérise également par une grande variabilité de l'angle de faisceau et de la forme du faisceau. Il est conçu pour une pression de système pouvant atteindre 200 bars.

L'injecteur est disposé sur le côté du cylindre et fait saillie dans la chambre de combustion. Dans le cas d'une injection entièrement séquentielle, chaque injecteur est contrôlé par le Digital Motor Electronics via son propre étage de sortie. Le moment d'injection du cylindre respectif est adapté à la condition de fonctionnement (vitesse, charge et température du moteur).

Les pressions plus élevées sont nécessaires car la quantité de carburant nécessaire à la combustion doit être injectée dans un temps beaucoup plus court.

La bobine magnétique (5) portant un courant génère un champ magnétique. Cela soulève l’aiguille de la buse avec l’armature (7) contre la pression du ressort (4) du siège de soupape (9) et donne

les orifices de sortie de la vanne (10) sont libres. En raison de la différence de pression entre la pression du rail et la pression de la chambre de combustion, le carburant est maintenant forcé dans la chambre de combustion. En coupant le débit, l’aiguille de la buse est pressée par le ressort (4) dans le siège de la vanne et interrompt le débit de carburant.

La quantité de carburant injecté dépend de la pression du rail, de la contre-pression dans la chambre de combustion et du temps d'ouverture de la vanne. Par rapport à l'injection du collecteur d'admission, le carburant est injecté rapidement, avec précision et avec une meilleure conception du jet de carburant.

En utilisant un étage de sortie synchronisé avec des condensateurs haute performance, la tension du système électrique du véhicule entrant est transformée jusqu'à 85 volts à 100 volts.

Au dernier stade, un courant atteint une certaine valeur limite. La mise hors tension crée une tension d'induction, par exemple 85 volts, qui charge ensuite les condensateurs haute performance (boosters).

Les injecteurs sont alimentés par ce courant de condensateur avec un courant de 2,8 ampères à 16 ampères. L'électronique numérique du moteur commande les injecteurs du côté du sol.

8. Alimentation en carburant

L'alimentation en carburant est spécifique au véhicule. Il n'y a pratiquement pas de changements aux modèles existants. Pour cette raison, seul le système de ventilation du réservoir sur le moteur est discuté ici. La structure de l'alimentation en carburant se trouve dans les informations produit F20 Drive.

8.1. Ventilation du réservoir

La ventilation du réservoir du moteur N13 est effectuée de manière connue. Ses caractéristiques comprennent une soupape de ventilation du réservoir électrique et une connexion de la conduite d'air de purge au système d'admission, directement derrière le papillon des gaz.

9. Electricité moteur.

9.1. Enquête

9.2. Unité de commande du moteur

Le moteur N13 est équipé de l’électronique numérique Bosch appelée MEVD17.2.4. Il est étroitement lié à l’électronique de moteur numérique du moteur N55 (MEVD17.2) et est également monté sur moteur sur le système d’admission.

Ne pas effectuer un essai de remplacement des unités de contrôle

Un test de remplacement des ECU des autres véhicules ne doit pas être effectué à cause du système d’immobilisation électronique EWS. Une réconciliation EWS ne peut pas être annulée.

Le moteur DME N13 (MEVD17.2.4) est conçu pour être placé sur une plaque intermédiaire du système d'admission.

Le moteur N13 sera disponible sur le F20 à partir de septembre 2011, la disposition du système de câblage 2020 est donc illustrée ici.

Le concept de connecteur est identique au MEVD17.2 du moteur N55. Il existe une division logique en six modules.

9.2.1. Fonctionnement global

Digital Motor Electronics est le centre de calcul et de contrôle du système de gestion du moteur. Les capteurs du moteur et du véhicule fournissent les signaux d'entrée. Les signaux de commande des actionneurs sont calculés à partir des signaux d'entrée et des valeurs de consigne déterminés dans l'unité de contrôle DME via un modèle de calcul ainsi que les diagrammes de caractéristiques enregistrés. L'unité de contrôle DME commande les actionneurs directement ou via des relais.

L'unité de contrôle DME est réveillée via la ligne de réveil (borne 15 Wake up) du module électronique frontal FEM.

La borne commence après la borne 15 OFF. Lors du dépassement, les valeurs d'adaptation sont stockées. L'unité de contrôle DME signale la disponibilité à "s'endormir" au moyen d'un signal de bus. Lorsque tous les calculateurs participants ont signalé qu'ils "s'endorment", le maître du bus émet un signal de bus et les calculateurs cessent de communiquer cinq secondes plus tard.

Il y a deux capteurs sur la carte dans le contrôleur DME: un capteur de température et un capteur de pression ambiante. Le capteur de température est utilisé pour la surveillance thermique des composants de l'unité de contrôle DME. La pression ambiante est nécessaire pour le calcul de la composition du mélange.

Dernière modification par BMW-Tech (05-08-2018 18:52:23)